BAB III METODE PENELITIAN
3.2. Diagram Alir Penelitian
Berikut merupakan diagram alir penelitian yang akan dilakukan terkait dengan optimasi kinerja protokol routing AODV dan AOMDV dengan menggunakan metode RFAP untuk meningkatkan kualitas keamanan akibat serangan RREQ flooding seperti pada Gambar 3.1. MULAI STUDI LITERATUR PERANCANGAN SKEMA SERANGAN RREQ FLOODING PERANCANGAN METODE RFAP PERANCANGAN SKENARIO SIMULASI JARINGAN PENGUJIAN SKENARIO SIMULASI JARINGAN PENGOLAHAN HASIL SIMULASI MELAKUKAN ANALISIS TERHADAP HASIL SIMULASI PENGAMBILAN KESIMPULAN PEMBUATAN LAPORAN AKHIR SELESAI
Gambar 3.1. Diagram Alir Penelitian
Dari diagram alir diatas dapat dijelaskan secara rinci alur penelitian ini, yaitu : a. Studi Literatur
Pada bagian ini, peneliti melakukan riset terhadap topik penelitian yang akan dilakukan. Hal ini dilakukan sebagai dasar untuk melakukan penelitian tersebut. Sumber-sumber referensi terkait topik penelitian ini didapatkan melalui beberapa makalah-makalah penelitian sebelumnya yang dapat dilihat pada Bab II, buku penunjang yang terkait dalam penelitian serta berbagai sumber dari internet.
b. Perancangan Skema Serangan RREQ Flooding
15
jaringan MANET dengan menggunakan protokol routing AODV dan AOMDV. Dalam simulasi ini, peneliti menerapkan serangan RouteRequest (RREQ) Flooding
Attacks. Dalam hal ini serangan RREQ flooding menerapkan konsep serangan DoS
dengan memunculkan node-node palsu untuk membanjiri node asli dengan broadcast
RREQ palsu untuk menganggu proses penentuan rute pengiriman data. c. Perancangan Metode RFAP
Dalam bagian ini, peneliti melakukan proses perancangan metode untuk melakukan tindakan pencegahan serangan RREQ flooding, yaitu RFAP. Dimana skema RFAP ini dilakukan dengan cara menemukan node yang terindikasi sebagai malicious node
dan akan dipulihkan menjadi node normal. Dengan melakukan tindakan pencegahan RFAP, dapat mengurangi dampak dari serangan RREQ flooding, yaitu berkurangnya tindakan pengiriman RREQ palsu oleh flooder melalui proses isolasi dari jaringan dalam kurung waktu tertentu, sehingga mengurangi beban bandwidth jaringan yang menyebabkan kualitas pengiriman data akan meningkat.
d. Perancangan Skenario Simulasi Jaringan
Berikut merupakan diagram alir proses perencanaan skenario simulasi jaringan MANET terkait penelitian dalam mengoptimasikan kualitas keamanan jaringan pada protokol AODV dan AOMDV dengan metode pencegahan RFAP akibat serangan RREQ flooding sesuai dengan Gambar 3.2.
Mendefinisikan Serangan RREQ Flooding
Mengatur Parameter Skenario Simulasi
Melakukan Simulasi Jaringan MANET menggunakan
protokol AODV dan AOMDV dengan Metode
Pencegahan RFAP
Melakukan Simulasi Jaringan MANET menggunakan
protokol AODV dan AOMDV tanpa Metode
Pencegahan RFAP
Menghasilkan file trace (*.tr) pada masing-masing simulasi
Melakukan Filtering terhadap File Trace (.awk)
Menghasilkan pernilaian performasi simulasi jaringan dari
segi Throughput, End-to-End Delay dan NRL. Menginialisasi Efek Pola
Trafik
Gambar 3.2. Diagram Blok Skenario Simulasi
1) Mendefinisikan serangan RREQ flooding
16
jaringan MANET. Dimana akan memasukkan kondisi-kondisi skema serangan, penginialiasasi node-node flooder serta pergerakannya pada protokol routing AODV. 2) Menginialisasi efek pola trafik
Dalam melakukan simulasi ini, terdapat pola trafik yang memiliki efek-efek untuk sebagai dasar pembandingan kinerja suatu jaringan bila dilihat dari kondisi-kondisi tertentu. Adapun efek-efek tersebut adalah sebagai berikut:
a) Kapasitas Node (Network Size)
Menunjukkan berapa banyak node-node yang ada dalam jaringan MANET tersebut.
b) Jumlah Node Penyerang
Menunjukkan berapa banyak node-node penyerang yang ada dalam jaringan MANET tersebut.
3) Mengatur parameter skenario simulasi
Dalam simulasi ini menggunakan NS-2 (Network Simulator 2) versi 2.35. Simulasi dilakukan pada area topologi jaringan berbentuk persegi (network area) dengan ukuran 500 x 500 m2. Kemudian di dalam network area tersebut, ditentukan jumlah kepadatan node sebanyak 20, 40 dan 60 node untuk mewakilkan kondisi jaringan dengan kepadatan node rendah, sedang dan tinggi. Setiap node dapat bergerak secara random (mobilitas node Random Waypoint) dengan kecepatan statis 5 m/s serta jumlah node penyerang yang akan masuk ke dalam jaringan adalah 2, 4, 6, 8 dan 10 node. Dalam proses pengantrian pada saat pengiriman paket akan menggunakan metode Drop Tail, dimana paket pertama yang tiba di router adalah paket pertama yang akan dikirim. Dalam simulasi ini akan menggunakan standar jaringan dengan MAC Layer IEEE 802.11g dikarenakan menggunakan modulasi sinyal OFDM, sehingga lebih resistan terhadap interferensi dari gelombang lainnya serta menggunakan antenna Omni Directional dan metode propagasi Two Ray Ground. Adapun jenis trafik jaringan yang digunakan pada simulasi jaringan ini adalah TCP dengan bantuan jenis transportasi jaringan FTP.
4) Melakukan simulasi jaringan MANET dengan NS-2
Setelah melakukan persiapan-persiapan sebelumnya, dilakukan proses simulasi jaringan MANET menggunakan Network Simulator 2 (NS-2). Pada penelitian ini, protokol routing AODV dan AOMDV akan dimodifikasi sistem keamanannya dengan menggunakan RFAP. Jika sudah selesai, maka akan dilakukan
17
pembandingan kualitas kinerja jaringan MANET antara protokol AODV dan AOMDV setelah penerapan metode RFAP dengan melakukan tindakan serangan RREQ flooding, serta dibandingkan dengan protokol AODV dan AOMDV sederhana (tanpa penambahan metode pencegahan). Adapun skenario pengiriman data yang dilakukan pada penelitian ini dapat dilihat pada Tabel 3.3.
Tabel 3.3. Skenario Simulasi Jaringan No. Jenis Simulasi Protokol
Routing Jenis Serangan Jenis Pencegahan Jumlah Node Jumlah Flooder 1. Simulasi jaringan tanpa metode pencegahan AODV dan AOMDV RREQ Flooding - 20 2, 4, 6, 8, dan 10 40 60 2. Simulasi jaringan dengan metode pencegahan RFAP AODV dan AOMDV RREQ Flooding RFAP 20 2, 4, 6, 8, dan 10 40 60
5) Melakukan filtering terhadap file trace
Untuk mengetahui kualitas keamanan yang akan optimasikan, ada beberapa parameter uji yang dapat dibandingkan antara sebelum dan sesudah optimasi pencegahan serangan RREQ flooding pada kerangka protokol routing AODV dan AOMDV pada jaringan MANET, yaitu :
a) Throughput
Throughput adalah jumlah paket data yang diterima per detik. Throughput
bisa disebut sebagai bandwidth dalam kondisi yang sebenarnya. Bandwidth
lebih bersifat tetap, sementara throughput sifatnya dinamis tergantung trafik yang sedang terjadi. Throughput mempunyai satuan bps (bit per second) [7].
πβπππ’πβππ’π‘ = π½π’πππβ πππππ‘ πππ‘π π¦πππ πππ‘πππππππππ‘π’ π πππ’πππ π (3.1)
b) Average End-to-End Delay
Average End-to-end delay merupakan rata-rata waktu yang diambil dari
paket data yang tiba pada tujuan. Dalam hal ini hanya paket data yang berhasil dikirim ke tujuan yang dihitung. Dimana end-to-end delay mempunyai satuan ms (mili second) [5].
π΄π£πππππ πΈππ β π‘π β πΈππ π·ππππ¦ = π½π’πππβ πππππ‘ π¦πππ πππ‘πππππππππ‘π’ ππππππππππ (3.2)
c) Normalized Routing Load (NRL)
Normalized Routing Load adalah nilai perbandingan antara banyak paket
18
paket data yang diterima pada destination node. Semakin tinggi nilai perbandingan paket routing terhadap paket data yang diterima maka semakin kurang efisien kinerja suatu protokol routing [5].
ππ πΏ = π½π’πππβ πππππ‘ π¦πππ πππ‘ππππππ½π’πππβ πππππ‘ πππ’π‘πππ (3.3) e. Proses Pengolahan dan Analisis Hasil Simulasi
Pada bagian ini, peneliti mendapatkan hasil dari simulasi jaringan MANET dengan menggunakan NS-2 dimana akan menghasilkan dalam bentuk file trace berekstensi *.tr. Kemudian dilakukan pengolahan file tersebut dengan cara filtering untuk mendapatkan nilai hasil simulasi sesuai dengan parameter uji yang dilakukan melalui pemrograman AWK. Setelah mendapatkan nilai-nilai tersebut dibuat dokumentasi hasil simulasi dalam bentuk grafik dan peneliti melakukan analisa terhadap hasil-hasil dari simulasi tersebut.
f. Pengambilan Kesimpulan
Pada bagian ini, peneliti menentukan kesimpulan dari penelitian yang dilakukan berdasarkan analisa-analisa yang telah dikakukan sebelumnnya.
g. Pembuatan Laporan Akhir
Pada bagian ini, peneliti melakukan dokumentasi penelitian secara menyeluruh melalui pembuatan laporan akhir, dimana memiliki tujuan sebagai bahan referensi baru bagi peneliti lain untuk mencoba penelitian lebih lanjut terhadap topik yang diambil.
3.3. Protokol Routing AODV (Ad Hoc On-Demand Distance Vector)
Pada protokol routing AODV mengadopsi mekanisme yang sangat berbeda untuk menjaga informasi routing. AODV menggunakan tabel routing dengan satu entry untuk setiap tujuan. Tanpa menggunakan routing sumber, AODV mempercayakan pada tabel
routing untuk menyebarkan Route Reply (RREP) kembali ke sumber dan secara
sekuensial akan mengarahkan paket data menuju node tujuan. AODV juga menggunakan
sequence number untuk menjaga setiap tujuan agar didapat informasi routing yang terbaru dan untuk menghindari routing loops. Semua paket yang diarahkan membawa
sequence number ini [1]. Berikut merupakan diagram alir dari protokol AODV seperti
19 MULAI
Apakah rute tersedia di tabel
routing?
Melakukan update tabel routing
Melakukan broadcast
(node mengirimkan sinyal untuk menemukan node
lain) Tidak
Ya
Mengirim pesan (message) ke node tujuan
Apakah node sudah siap menerima pesan?
Node penerima mengirimkan back ready
signal
Melakukan route mainternance
Mengaktifkan local route repair
Apakah node itu adalah node tujuan?
Ya Tidak Apakah route altenatif terhubung dengan node tertangga? Ya Tidak
Mengaktifkan local route repair
Tidak
Memulai transmisi data atau paket Apakah proses transmisi berjalan sukses? Ya Tidak SELESAI Ya
Gambar 3.3. Diagram Alir Protokol AODV
Penemuan jalur (Path discovery) atau Route discovery dapat inisiasikan dengan menyebarkan Route Reply (RREP), seperti terlihat pada Gambar 3.4. Ketika RREP menjelajahi node, ia akan secara otomatis men-setup path. Jika sebuah node menerima RREP, maka node tersebut akan mengirimkan RREP lagi ke node atau destination sequence number. Pada proses ini, node pertama kali akan mengecek destination
20
sequencenumber pada tabel routing, apakah lebih besar dari 1 (satu) pada Route Request
(RREQ), jika benar, maka node akan mengirim RREP. Ketika RREP berjalan kembali ke
source melalui path yang telah di-setup, ia akan men-setup jalur ke depan dan
meng-update timeout [2]. S D RREQ RREP S I D Data RERR X (a) (b)
Gambar 3.4. Mekanisme (a) Penemuan Rute dan (b) Data (Route Update) dan Route Error pada Protokol AODV
Jika sebuah link ke hop berikutnya tidak dapat dideteksi dengan metode penemuan rute, maka link tersebut akan diasumsikan putus dan Route Error (RERR) akan disebarkan ke node tetangganya seperti terlihat pada Gambar 3.5. Dengan demikian sebuah node bisa menghentikan pengiriman data melalui rute ini atau meminta rute baru dengan menyebarkan RREQ kembali [2].